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文档简介
动生电动势和感生电动势1、动生电动势:磁场不变,导体或线圈在磁场中运动而产生的感应电动势称为动生电动势。xdxabcdI+−c'd'导线cd可在固定导线框上左、右自由滑动。由法拉第电磁感应定律:方向:c→d动生电动势的产生机制:××××××××××××××××cӨ+−d导线cd在磁场中运动时,自由电子受洛仑兹力:方向:d→c导线两端电荷积累产生电场,使电子受电场力:方向:c→d当时:使cd间维持电势差。导线cd相当于一个电源,d为正极、c为负极。可见:产生动生电动势的原因为洛仑兹力。××××××××××××××××cӨ+−d导线cd中的非静电力:由电动势的定义:当导体回路的一部分产生感应电动势时:(如本例)
当导线速度在垂直于磁场方向的分量不为零时才能产生感应电动势。可形象地说:导线因切割磁感应线而产生电动势。习题13-4习题13-4:长为l的铜棒,以速率v平行于电流为i的无限长载流直导线运动,求铜棒中的电动势。解法一:
ialxdx在铜棒上取线元dx。铜棒上的动生电动势为:电动势的方向:从左向右。+−解法二:取假想闭合回路(假想部分无感应电动势)。
ialxdxydSyx铜棒上的动生电动势为:+−×××××××××××××××odll例13-1例13-1:长为l的铜棒,在均匀磁场B中以角速度ω旋转,求铜棒两端的感应电动势。+−解法一:在铜棒上取线元dl。其速率:铜棒上的动生电动势为:“−”表示电动势的方向与积分方向相反,即o端为正。解法二:棒在dt时间内扫过的面积:根据法拉第电磁感应定律:×××××××××××××××odll+−通过该面积的磁通量:
若转轴不在棒端,情况如何?讨论:
若将铜棒改为铜盘,情况如何?
利用公式:求动生电动势的两种方法:用法拉第电磁感应定律:(假想回路部分不能有感应电动势)2、感生电动势:导体或线圈不动,磁场变化而在导体或线圈内产生的感应电动势称为感生电动势。但产生感生电动势的原因不可能是洛仑兹力。麦克斯韦(英国)指出:变化的磁场会在其周围空间激发出一种电场,称为感生电场,其电场线为闭合曲线,所以又称为涡旋电场(非静电场),用Er
表示。当变化的磁场中有导体回路时:自由电子受感生电场的作用而产生感生电动势。所以:产生感生电动势的原因为非静电场Er
。由电动势定义,感生电动势为:
感生电场的环流不为零,说明感生电场不是保守场,其电场线为闭合曲线。即:
式中“−”号说明和的方向关系符合楞次定律。l例13-2(1)由对称性,感生电场的电场线是以o为圆心的一系列同心圆。设环路l顺时针为正。R<r时:例13-2:半径为R的圆柱形空间内有均匀磁场B,设,且为常量。求:(1)空间各点的涡旋电场;(2)金属棒ab上的感生电动势。
××××××××××××oErl得:的方向与环路绕行
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